 |
 |
 |
 |
ироизведении. Однако не для всех физиков, которые ближе соприкасаются с этими вопросами, этот ответ может оказаться достаточным. Иной с усердием занимался изучением произведения Максвелла и, даже не наталкиваясь на особые математические трудности, должен был все-таки отказаться от того, чтобы составить себе полностью свободное от противоречий представление о взглядах Максвелла. У меня самого дело шло не лучше. При величайшем восхищении математическими соотношениями в теории Максвелла я по отношению к физическому смыслу его утверждений не всегда был полностью уверен, что угадываю его действительное мнение.Поэтому и в своих опытах я не мог позволить себе руководствоваться прямо книгой Максвелла, а руководствовался работами Гельмгольца, как, впрочем, это явствует и из изложения опытов. Однако для особого граничного случая теории Гельмгольца, который приводит к уравнениям Максвелла и к которому приводят мои опыты, физические основы этой теории, к сожалению, утрачиваются, как они вообще утрачиваются, как только хотят отказаться от дальнодействующих сил. Я пытался поэтому построить сам необходимые, свободные от противоречий физические представления. При этом я исходил из уравнений Максвелла; в остальном же я теорию Максвелла, насколько возможно, упрощал путем исключения или простого отбрасывания всех тех элементов, которых я не понимал и без которых можно было обойтись, так как они не могли оказать влияния ни на какое из возможных явлений. Так возникли обе теоретические работы, которые образуют заключение настоящего сборника {т. е. II тома Gesam. Werke}. Изложение теории Максвеллом в его собственном произведении, изложение ее как граничного случая теории Гельмгольца и изложение в предлагаемой работе представляют собой, таким образом, существенно различные формы в основном одного и того же содержания. Это общее содержание, облеченное в различные формы, для которого наверное могут быть найдены еще многие другие формы, представляется мне бессмертной частью максвелловского труда. Именно за этим содержанием, а не за отдельными представлениями или методами Максвелла я хотел бы закрепить название «Теория Максвелла». На вопрос: «Что такое теория Максвелла?» я, таким образом, не знаю более короткого и определенного ответа, чем такой: теория Максвелла - это система уравнений Максвелла. Каждую теорию, которая ведет к этим уравнениям и тем самым охватывает те же возможные явления, я буду обозначать как форму или специальный случай теории Максвелла; каждая теория, которая ведет к другим уравнениям и тем самым к другим возможным явлениям, есть другая теория. Итак, в этом смысле и только в этом смысле обе теоретические работы этого сборника образуют изложение теории Максвелла. Они никоим образом не могут претендовать на точную передачу представлений Максвелла. Напротив, сомнительно, признал ли бы Максвелл, если бы он был жив, изложенное толкование за свое.
В том, что одно и то же содержание излагают по-разному, кроется значительное затруднение для понимания каждого отдельного изложения. Одно и то же обозначение означает в различных изложениях родственные, но все же различные понятия или представления. Поэтому первое условие для понимания состоит в том, чтобы стараться каждое изложение понять само по себе и не вносить в него понятия другого изложения. Возможно, что я окажу услугу некоторым товарищам по работе тем, что и здесь коротко поясню основные представления трех различных изложений теории Максвелла, о которых я упомянул выше. При этом я получу возможность указать, в чем, по моему мнению, лежит особая трудность максвелловского
собственного изложения. Часто встречающийся взгляд, что эта трудность математического характера, я не могу разделить.
Когда мы видим тела, действующие друг на друга на расстоянии, мы можем составить себе различные представления о природе этого действия. Мы можем рассматривать воздействие как непосредственную, перескакивающую через пространство, дальнодействующую силу, или мы можем его рассматривать как следствие действия, которое распространяется в гипотетической среде от точки к точке. При приложениях этих представлений к электричеству мы можем, однако, сделать еще целый ряд более тонких различий. Отправляясь от чистого представления о непосредственном действии на расстоянии к чистому представлению об опосредствованном действии, мы можем различать приблизительно четыре точки зрения.
С первой точки зрения притяжение двух тел мы рассматриваед! как род их взаимной духовной склонности. Сила, которую порождает каждое
из двух тел, связана с наличием второго тела. Для того чтобы вообще имелась какая-нибудь сила, необходимо наличие по крайней мере двух тел. Магнит в известном смысле приобретает свою силу лишь тогда, когда поблизости от него внесен другой магнит.Это представление является чистым представлением о дальнодействии, представлением, лежащим в основе закона Кулона. От него уже почти отказались в учении об электричестве, хотя им пользуются еще в учении о тяготении. Астроном-вычислитель говорит о притяжении между солнцем и планетой, но вопрос о притяжении в пустом пространстве его не занимает.
Со второй точки зрения притяжение между телами все еще рассматривается как род духовного воздействия их друг на друга. Но хотя мы и соглашаемся , что это действие на расстоянии может быт замечено лищь тогда, когда мы имеем по деньшей мере два тела, мы считаем все же, что каждое из действующих тел в отдельности имеет постоянное стремление вызывать в каждой из окружающих его точек притяжение определенной величины и направления, даже если поблизости к нему не находится никакого родственного ему тела. Непрерывно изменяющимся от точки к точке стред1лением такого рода мы наполняем дшсленно все пространство. В то же время мы не предполагаем наличия в месте действия силы какого-либо изменения про-стоанства, которое позволило бы нам назвать это место местопребыванием силы; напротив, мы попрежнему считаем местопребывангел! и причиной силы само действующее тело. Это, нрндерно, точка зрения теории потенциала. Она, само собой разумеется, представляет и содержание некоторых глав произведения Максвелла, хотя и не точку зрения теории Максвелла. Для того чтобы дюжно было осязательно сравнить дежду собой различные представления, на фиг. 2, исходя из этой точки зрения, изображены в легко понятных символах две противоположно заряженные пластины конденсатора. В пластинах показано мыслимое материальным положительное и отрицательное электричество, а стрелками между пластинами - сила. Заполнено ли пространство между пластинами или пусто - с этой точки зрения безразлично. Такид! образом, если принять существование светового эфира.
шл Положительное электричество Отрицательное жкгричесгВо
Фиг. 2.
но представить себе, что он удален из объема В, то сила в этом пространстве все равно останется неизменной.
Третья точка зрения сохраняет представления второй, но добавляет к ним одно усложнение. Она полагает, что действие удаленного тела определяется не одними лишь непосредственными дальнодействующими силами. Напротив, она считает, что в пространстве, которое мыслится всюду заполненным, силы вызывают такие изменения, которые со своей стороны вызывают новые дальнодействующие силы. Притяжение разделенных средой тел основывается тогда частично на непосредственном действии этих тел на расстоянии, частично же на влиянии измененной среды. Изменение самой среды мыслится как электрическая или, соответственно, магнитная поляризация ее мельчайших частей под влиянием действующей силы. По отношению к статическим явлениям эта точка зрения развита Пуассоном для магнетизма и была перенесена Моссоти на электрические явления; в наиболее общем своем развитии и в применении ко всей области электромагнетизма она представлена в теории фон Гельмгольца .
Фиг. 3 делает эту точку зрения наглядной для случая, когда среда принимает участие в общем действии лишь в незначительной мере. Мы видим свободные электричества в пластинах, а также раздвинутые электрические флюиды в частицах диэлектрика, неотделимые, однако, друг от друга. Если мы представим себе, что пространство между пластинами содержит лишь световой эфир и сделаем в нем полость такого вида, как В, то силы в этой полости сохранятся, но поляризация исчезнет.
Особое значение имеет граничный случай этого способа представления. Как показывает ближайшее рассмотрение, обшее взаимодействие осязаемых тел, которое только и наблюдаемо, мы можем различным образом разделить на непосредственное влияние дальнодействующих сил и на влияние промежуточной среды. Часть полной энергии, находящуюся в наэлектризованных телах, мы можем увеличить за счет той части, которую мы считаем находящейся в среде, и наоборот. В предельном же случае мы ищем всю энергию в среде. Так как электрическим зарядам, находящимся в проводниках, в этом случае не должно соответствовать никакой энергии, то дальнодействующие силы должны сделаться исчезающе малыми. Для этого опять-таки является необходимым условием, чтобы нигде не появлялось свободное электричество. Электричество должно, таким образом, двигаться как несжимаемая жидкость. Поэтому мы и имеем только замкнутые токи, отсюда и проистекает возможность распространить теорию на все виды электрического движения, несмотря на наше незнание законов для незамкнутых токов.
Математическая трактовка этого предельного случая ведет нас к у равнениям Максвелла. Мы обозначаем поэтому такую трактовку как форму максвелловской теории. Так же обозначает этот предельный случай и фон Гельмгольц. Это ни в коем случае не должно означать, что лежащие в основе этой трактовки представления являются представлениями Максвелла.
Фиг. 3.
» в заключении работы «Об уравнениях движения электричества для покоящихся проводящих тел». Ges. Abh., I, p. 545.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156